カラーフィルタおよびその製造方法
【課題】透過型表示装置と同等の色再現範囲を有し、光漏れがなく高コントラストな半透過型液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供する。
【解決手段】カラーフィルタ１は、透明な基板９上に、マルチギャップ層３と透明層４を有し、その上に着色層７を塗布してなる。透明層４は、マルチギャップ層３よりも薄く、マルチギャップ層３と透明層４の間には、凹部６を有する。この凹部６により、着色層７は、テーパー部分が小さくなり、カラーフィルタ１の無効領域は従来例に比べて狭くなる。カラーフィルタ１を用いる液晶表示装置は光漏れがなく、高コントラストな半透過型液晶表示装置となる。
【解決手段】カラーフィルタ１は、透明な基板９上に、マルチギャップ層３と透明層４を有し、その上に着色層７を塗布してなる。透明層４は、マルチギャップ層３よりも薄く、マルチギャップ層３と透明層４の間には、凹部６を有する。この凹部６により、着色層７は、テーパー部分が小さくなり、カラーフィルタ１の無効領域は従来例に比べて狭くなる。カラーフィルタ１を用いる液晶表示装置は光漏れがなく、高コントラストな半透過型液晶表示装置となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に適するカラーフィルタ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋外での視認性を実現するために、半透過型液晶表示装置が用いられている。半透過型液晶表示装置は、１画素中に、透過領域と反射領域を有するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５を用いて、半透過型液晶表示装置の従来例を説明する。図５は、従来の半透過型の液晶表示装置１００の、電子回路やＴＦＴ等の素子を省略した断面の模式図である。液晶表示装置１００は、主にカラーフィルタ１０１と、液晶セル１０８、基板１１３とバックライトユニット１１５が順に設けられて形成されている。
【０００４】
カラーフィルタ１０１は、透明な基板１０２に、断面台形状のマルチギャップ層１０３と、その上にコーティングされ、画素に対応してパターニングされた着色層１０７が設けられている。更にその上には、透明電極１０６を設けている。着色層１０７と別の色の着色層１０７の間には、ブラックマトリクス１０５を設け、コントラストを向上させている。透明な基板１１３には、透明電極１０９が画素に対応して設けられ、透明電極１０９の一部分には反射電極１１１が設けられている。透明電極１０６と透明電極１０９および反射電極１１１の間に電圧を印加することで、液晶セル１０８に電圧を印加し、液晶分子１１７の配向を制御する。また、基板１１３の背面には、バックライトユニット１１５が設けられている。バックライトユニット１１５と基板１１３の間には偏光板１１４が設けられ、基板１０２には、偏光板１１２が設けられている。
【０００５】
液晶表示装置１００は、反射電極１１１を有する反射領域と、反射電極１１１を有しない透過領域からなる。透過領域では、バックライトユニット１１５から発生した光は、偏光板１１４、基板１１３、透明電極１０９、液晶セル１０８、透明電極１０６、着色層１０７、基板１０２、偏光板１１２を通り、液晶表示装置１００の外部に到達する。また、反射領域では、液晶表示装置１００の外部から入射した光が、偏光板１１２、基板１０２、マルチギャップ層１０３、着色層１０７、透明電極１０６、液晶セル１０８を通過し、反射電極１１１で反射し、再び、液晶セル１０８、透明電極１０６、着色層１０７、マルチギャップ層１０３、基板１０２、偏光板１１２を通り、液晶表示装置１００の外部に到達する。
【０００６】
このように、１画素中に反射領域と透過領域を設けることで、明るい屋外では反射領域による表示を、屋内では透過領域による表示を観察することができ、半透過型液晶表示装置は、屋外でも屋内でも使用することができる。
【０００７】
反射領域においては、光は、着色層１０７と液晶セル１０８を２回通過する。そのため、反射領域に相当する部分の着色層１０７と液晶セル１０８の厚みを、透過領域におけるそれらより薄くすることで、反射領域における色再現範囲を透過型と同等にしている。特に、液晶セルは、透過領域の半分の厚さである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１０２２４３号公報
【非特許文献１】藤森孝一、外２名、「高透過アドバンストＴＦＴ−ＬＣＤ技術」、シャープ技報、シャープ株式会社、２００３年４月、通巻第８５号、p.３４―３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図５に示す液晶表示装置１００においては、液晶セル１０８内の液晶分子１１７の配向は、着色層１０７および透明電極１０６の形状に大きく影響を受ける。図６は、カラーフィルタ１０１と液晶分子１１７を示す図である。なお、透明電極１０６は、実際には着色層１０７の１０分の１から５分の１程度の厚さで、着色層１０７と同様の表面形状を持つため、図６においては図示しない。図６に示すように、カラーフィルタ１０１の透過領域と反射領域の間にはマルチギャップ層１０３のテーパー部と、着色層１０７のテーパー部が存在し、これらのテーパー部を透過する光は,平坦部とは異なる方向へ屈折する。そのため、これらのテーパー部の領域は、透過および反射のどちらの表示にも寄与せず、無効領域と呼ばれる。また、着色層１０７のテーパー部により、液晶分子１１７の配向は乱される。そのため、無効領域においては、液晶分子１１７の配向が乱され、光漏れを生じ、液晶表示装置１００のコントラストが低下してしまう。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは光漏れのない高コントラストな液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、光透過性の基板と、前記基板上に形成されたマルチギャップ層と、前記基板上の前記マルチギャップ層が形成されていない場所に形成された、マルチギャップ層より膜厚が薄い透明層と、前記基板上、前記マルチギャップ層上および前記透明層上に形成された着色層と、を有することを特徴とするカラーフィルタである。また、前記マルチギャップ層と透明層との間に、凹部を有することが望ましい。
【００１２】
第２の発明は、光透過性の基板上に、マルチギャップ層を形成する工程（ａ）と、前記基板層上に透明層を形成する工程（ｂ）と、前記基板上、前記透明層、前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程（ｃ）と、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。また、マルチギャップ層と透明層を一工程で形成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、光漏れのない、高コントラストな液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
第１の実施形態に係るカラーフィルタ１について説明する。
図１は、カラーフィルタ１と液晶分子５を示す図である。基板９の上にマルチギャップ層３と透明層４が形成され、その上に着色層７が形成されている。
【００１６】
マルチギャップ層３は、透明な感光性樹脂からなる。感光性樹脂としては、ポジ型およびネガ型のいずれも用いることができる。ポジ型レジスト材料としては特に限定されるものではなく、例えばノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型レジスト等が挙げられる。また、ネガ型レジスト材料としては特に限定されるものではなく、例えば架橋型樹脂をベースとした化学増幅型レジストやアクリル系樹脂をベースとした光硬化型レジスト、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型レジストやアクリル系共重合樹脂、多官能アクリレートモノマーおよび光重合開始剤を含有する紫外線硬化型レジスト等が挙げられる。本実施の形態においては、ネガ型感光性樹脂を用いた場合を説明する。
【００１７】
マルチギャップ層３は、断面台形状を持つ。マルチギャップ層３により、透過領域と反射領域の、液晶セルを通過する光の経路を等しくし、位相差値を一定にすることができる。なお、マルチギャップ層３の断面は、長方形状でもよい。
【００１８】
透明層４は、透明な感光性樹脂からなり、マルチギャップ層３を形成する感光性樹脂と同様のものを用いることができる。透明層４の厚さは、０．５μｍから２．０μｍであり、マルチギャップ層３の厚さの１５％から６０％であることが好ましい。
【００１９】
透明層４は、マルチギャップ層３より薄く、マルチギャップ層３との間に凹部６を形成する。この凹部６により、マルチギャップ層３と透明層４の上に塗布する着色層７のテーパー部が小さくなり、無効領域も小さくなる。
【００２０】
着色層７は、カラーフィルタに用いられる着色層であり、顔料を含んだ感光性樹脂である。感光性樹脂は、マルチギャップ層３に用いられるものと同様のものを使用できる。
【００２１】
着色層７は、透過領域と、透過領域より膜厚の薄い反射領域を有している。透過領域においては、光は着色層７を１回のみ通過するが、反射領域においては、光は着色層７を２回通過する。このとき、反射領域と透過領域において、表示される色が変わらないように、反射領域の着色層７の膜厚を薄くし、色の濃さを薄くしている。
【００２２】
基板９は、一般にカラーフィルタに用いられる基板を使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。前記フレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、無アルカリガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れ、好ましい。
【００２３】
第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を説明する。図２は、カラーフィルタ１の製造工程を示す図である。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示すように、基板９の上に、感光性樹脂を塗布し、透明樹脂層１９を形成する。感光性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等を挙げられる。
【００２５】
次に、図２（ａ）に示すように、透明部１３と遮光部１５を有するマスク１１を用いて露光する。透明部１３は、光１７を通し、遮光部１５は光１７を通さない。透明樹脂層１９に、ネガ型感光性樹脂を用いることで、透明樹脂層１９の、透明部１３に対応する部分のみ樹脂の硬化が進むが、遮光部１５に対応する部分では、樹脂の硬化が進まない。その後、現像液に浸し、現像を行う。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、透明部１３に対応する部分にマルチギャップ層３が形成され、遮光部１５に対応する部分には何も形成されない。
【００２７】
次に、図２（ｃ）に示すように、基板９およびマルチギャップ層３の上に、感光性樹脂を塗布し、透明樹脂層２７を形成する。感光性樹脂の塗布方法としては、透明樹脂層１９と同様の方法が挙げられる。
【００２８】
次に、図２（ｃ）に示すように、透明部２３と遮光部２５を有するマスク２１を用いて露光する。マスク１１の透明部１３であった場所には、遮光部２５を対応させ、マルチギャップ層３上の透明樹脂層２７を露光しないようにする。その後、現像液に浸し、現像を行う。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、透明部２３に対応する部分に、透明層４が形成される。また、マルチギャップ層３と透明層４の間に凹部６が形成される。
【００３０】
次に、図２（ｅ）に示すように、基板９、マルチギャップ層３、透明層４の上に、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、着色層７を形成し、カラーフィルタ１を作製する。着色層７は、透明樹脂層１９の塗布と同様の方法で形成することができる。
【００３１】
なお、マルチギャップ層３を形成する工程と、透明層４を形成する工程を逆にし、透明層４を先に形成してもよい。
【００３２】
必要により、着色層７の上に透明樹脂による保護層を形成してもよい。保護層を形成することで、着色層間の段差がなくなり、液晶表示装置のコントラストの向上につながる。
【００３３】
第１の実施の形態によれば、マルチギャップ層３と透明層４の間に、凹部６があり、その上にコーティングされた着色層７にテーパー部分が生じるのを防ぐことができ、カラーフィルタ１の無効領域を、図６に示す従来例のカラーフィルタ１０１の無効領域よりも小さくすることができる。
【００３４】
また、第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１は、従来例におけるカラーフィルタ１０１と同様に、反射領域に、マルチギャップ層３を持ち、反射領域における着色層７の膜厚が透過領域における着色層７よりも薄いため、高い色再現性を有する液晶表示装置を実現可能である。
【００３５】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図３は、第２の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を示す図である。以下の実施形態で第１の実施の形態にかかるカラーフィルタ１の製造工程と同一の様態を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示すように、第１の実施の形態と同様に、基板９の上に、感光性樹脂を塗布し、透明樹脂層１９を形成する。次に、透明部３１と半透明部３３、遮光部３２を有するマスク２９を用いて露光する。透明部３１は、光１７を通し、半透明部３３は光１７を一部透過し、遮光部３２は、光１７を透過しない。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示すように、透明樹脂層１９に、ネガ型感光性樹脂を用いることで、透明樹脂層１９の、透明部３１に対応する部分は、半透明部３３に対応する部分よりも樹脂の硬化が進み、現像の際に、透明部３１に対応する部分にマルチギャップ層３が形成され、半透明部３３に対応する部分にはマルチギャップ層３より膜厚の薄い透明層４が形成される。また、遮光部３２に対応する部分は、感光性樹脂の硬化が進まず、現像の際に感光性樹脂が除去されるため、凹部６が形成される。
【００３８】
次に、図３（ｃ）に示すように、基板９、マルチギャップ層３、透明層４の上に、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、着色層７を形成し、カラーフィルタ１を作製する。着色層７は、透明樹脂層１９の塗布と同様の方法で形成することができる。
【００３９】
第２の実施の形態で作製されるカラーフィルタ１は、第１の実施の形態で作製されるカラーフィルタ１と、作製工程が異なるのみで、構造は同様である。
【００４０】
必要により、着色層７の上に透明樹脂による保護層を形成してもよい。保護層を形成することで、着色層間の段差がなくなり、液晶表示装置のコントラストの向上につながる。
【００４１】
図３（ａ）において用いられる、マスク２９は、透明部３１と半透明部３３を有するマスクであればよく、図４に示すマスク２９ａ、マスク２９ｂを用いることができる。
【００４２】
また、マスク１１、マスク２１は、基板３５の上に、所定のパターニングを行った遮光膜３９を有するマスクを用いることができる。
【００４３】
図４（ａ）は、マスク２９ａを示す図である。マスク２９ａは、透明な基板３５の上に半透明膜３７と遮光膜３９を有する。基板３５上に何の膜も有さない箇所が透明部３１に、基板３５上に半透明膜３７のみを有する箇所が半透明部３３に、基板３５上に遮光膜３９を有する箇所が遮光部３２となる。
【００４４】
基板３５に用いられる透明基板は、基板９に用いられる基板を用いることができる。
【００４５】
遮光膜３９は、実質的に露光光を透過しないものであり、露光波長における平均透過率が０．１％以下であることが好ましく、一般にフォトマスクに用いられる遮光膜を用いることができる。例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの膜が挙げられる。中でも、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系膜が好適に用いられる。このようなクロム系膜は、最も使用実績があり、コスト、品質の点で好ましいからである。このクロム系膜は、単層であってもよく、２層以上が積層されたものであってもよい。
【００４６】
遮光膜３９の膜厚としては、特に限定されるものではなく、例えばクロム膜の場合には５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。
【００４７】
遮光膜３９の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。
【００４８】
半透明膜３７は、特に限定されるものではなく、例えばクロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素等の酸化物、窒化物、炭化物などの膜が挙げられる。半透明膜３７および遮光膜３９を同一エッチング設備、工程でパターニングし得るという利点から、半透明膜３７は遮光膜３９と同系の材料からなる膜であることが好ましい。前述するように遮光膜３９がクロム系膜であることが好ましいことから、半透明膜３７も、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、酸化窒化炭化クロムなどのクロム系膜であることが好ましい。また、これらのクロム系膜は、機械的強度に優れており、さらには退光性がなく安定しているため、長時間の使用に耐えうるマスクとすることができる。
【００４９】
特に、半透明膜３７は酸化窒化炭化クロム（ＣｒｘＯｙＮｚＣｗ）膜であることが好ましい。この場合、ｗは＜０．０１、ＣｒとＯとＮとの元素比率はＣｒ：３０〜６０％、Ｏ：３０〜７０％、Ｎ：０〜４０％であることが好ましく、中でもＣｒ：３５〜４５％、Ｏ：４０〜６０％、Ｎ：２〜２０％であることが好ましい。
【００５０】
また、半透明膜３７は、単層であってもよく、複数の層で構成されていてもよい。これにより、複数の透過率を有する多階調のマスクとすることができる。
【００５１】
半透明膜３７の膜厚としては、例えばクロム膜の場合は５〜５０ｎｍ程度とすることができ、また酸化クロム膜の場合は５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。半透明膜３７の透過率はその膜厚により変わるので、膜厚を制御することで所望の透過率とすることができる。また、半透明膜３７が酸素、窒素、炭素などを含む場合は、その透過率は組成により変わるので、膜厚と組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率を実現できる。
【００５２】
半透明膜３７の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。例えばスパッタリング法を用いて酸化窒化炭化クロム膜を成膜する場合は、Ａｒガス等のキャリアガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスを反応装置内に導入し、Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリング法にて酸化窒化炭化クロム膜を成膜することができる。この際、酸化窒化炭化クロム膜の組成の制御は、Ａｒガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスの流量の割合を制御することにより行うことができる。
【００５３】
図４（ｂ）は、マスク２９ｂを示す図である。マスク２９ｂは、透明な基板３５の上に遮光膜３９を有し、遮光膜３９の一部は、スリット部４１となっている。基板３５上に何の膜も有さない箇所が透明部３１に、基板３５上に、遮光膜３９を有し、スリット部４１が設けられた部分が半透明部３３に、スリット部４１が設けられていない部分が遮光部３２となる。
【００５４】
スリット部４１には、露光機の解像限界以下の太さのスリットが設けられている。このスリットは、解像限界以下のサイズであるため、それ自身は感光性樹脂層上に結像せずに、周囲の非開口部領域も含めたエリアに、サイズに応じた露光光を透過する。このため、マスク２９ｂは、スリット部４１に、あたかも半透明膜があるかのように機能する。また、スリットの数や太さを変えることで、スリット部４１での透過率を変化させることができる。また、スリットではなく、ドット状の孔を設けてもよい。
【００５５】
第２の実施の形態においては、マルチギャップ層３と透明層４を同時に作製する。そのため、マルチギャップ層３と透明層４を２回に分けて形成する、第１の実施の形態に比べて、工程の数を少なくすることができ、カラーフィルタ１の作製コストの低減が可能である。
【００５６】
第２の実施の形態においては、作製されるカラーフィルタ１は第１の実施の形態と同様の構造を持ち、第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。実施例を用いて、更に詳しく説明する。
【００５８】
基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み１０００Å）を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト（東京応化工業（株）製 ＯＦＰＲ−８）を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅２０μｍ、ピッチ１００μｍのブラックマトリックスを形成した。
【００５９】
次に、マルチギャップ層用のネガ型感光性樹脂（ポリマーI）、赤色パターン用のネガ型感光性樹脂、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂、青色パターン用のネガ型感光性樹脂を調整した。
【００６０】
＜ポリマーI＞
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 ３２重量部
・エポキシ樹脂：エピコート１８０ｓ７０(ジャパンエポキシレジン(株)) １８重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ４２重量部
・イルカギュア９０７(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ８重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ３００重量部
【００６１】
＜赤色パターン用のネガ型感光性樹脂＞
・赤顔料（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドＡ２Ｂ） ４．８重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９） １．２重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７） １．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
【００６２】
＜緑色パターン用のネガ型感光性樹脂＞
・緑顔料（アビシア社製 モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ） ４．２重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９） １．８重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７） １．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
【００６３】
＜青色パターン用のネガ型感光性樹脂＞
・青顔料（ＢＡＳＦ社製 ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ） ６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア社製 ソルスパース５０００） ０．６重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ２．４重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７） １．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
【００６４】
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うようにポリマーIをスピンコート法により塗布し、１００℃にて３分間プリベークを行い、透明樹脂層を形成した。その後、フォトマスクを介して、露光量１００ｍＪ／ｃｍ２、露光ギャップ１５０μｍにて露光した。
【００６５】
次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像を行い、２００℃のオーブンで、３０分焼成を行った。ガラス基板上に厚さ４．５μｍのマルチギャップ層を形成した。
【００６６】
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うようにポリマーIをスピンコート法により塗布し、１００℃にて３分間プリベークを行い、透明樹脂層を形成した。その後、フォトマスクを介して、露光量１００ｍＪ／ｃｍ２、露光ギャップ１５０μｍにて露光した。
【００６７】
次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像を行い、２００℃のオーブンで３０分焼成を行った。ガラス基板上に厚さ１．０μｍの透明層を形成した。
【００６８】
次いで、基板、マルチギャップ層、透明層の上に、赤色パターン用のネガ型感光性樹脂をスピンコート法により塗布し、１００℃にて３分間プリベークを行い、フォトマスクを介して、露光量１００ｍＪ／ｃｍ２、露光ギャップ１５０μｍにて露光した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像後、２００℃のオーブンで３０分間焼成を行い、着色層を形成した。
【００６９】
次いで、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂、青色パターン用のネガ型感光性樹脂についても、同様に着色層を形成し、カラーフィルタを形成した。
【００７０】
［比較例］
透明層を形成過程を省略する以外は、実施例と同様にしてカラーフィルタを作製した。
【００７１】
［評価］
断面形状を評価したところ、比較例では無効領域の幅が１２μｍであるのに対し、実施例では５μｍとなり、無効領域の幅が狭まった。また、カラーフィルタのコントラスト値は、比較例が１４１０であるのに対し、実施例は２２６０となり、コントラストの改善が確認された。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるカラーフィルタの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しえることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１と液晶分子５を示す図。
【図２】第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を示す図。
【図３】第２の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を示す図。
【図４】半透明部を有するマスク２９ａ、２９ｂを示す図。
【図５】従来例に係る液晶表示装置１００を示す図。
【図６】従来例に係るカラーフィルタ１０１と液晶分子１１７を示す図。
【符号の説明】
【００７４】
１………カラーフィルタ
３………マルチギャップ層
４………透明層
５………液晶分子
６………凹部
７………着色層
９………基板
１１………マスク
１３………透明部
１５………遮光部
１７………光
１９………透明樹脂層
２１………マスク
２３………透明部
２５………遮光部
２７………透明樹脂層
２９………マスク
３１………透明部
３２………遮光部
３３………半透明部
３５………基板
３７………半透明膜
３９………遮光膜
４１………スリット部
１００………液晶表示装置
１０１………カラーフィルタ
１０２………基板
１０３………マルチギャップ層
１０５………ブラックマトリクス
１０６………透明電極
１０７………着色層
１０８………液晶セル
１０９………透明電極
１１１………反射電極
１１２………偏光板
１１３………基板
１１４………偏光板
１１５………バックライトユニット
１１７………液晶分子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に適するカラーフィルタ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋外での視認性を実現するために、半透過型液晶表示装置が用いられている。半透過型液晶表示装置は、１画素中に、透過領域と反射領域を有するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５を用いて、半透過型液晶表示装置の従来例を説明する。図５は、従来の半透過型の液晶表示装置１００の、電子回路やＴＦＴ等の素子を省略した断面の模式図である。液晶表示装置１００は、主にカラーフィルタ１０１と、液晶セル１０８、基板１１３とバックライトユニット１１５が順に設けられて形成されている。
【０００４】
カラーフィルタ１０１は、透明な基板１０２に、断面台形状のマルチギャップ層１０３と、その上にコーティングされ、画素に対応してパターニングされた着色層１０７が設けられている。更にその上には、透明電極１０６を設けている。着色層１０７と別の色の着色層１０７の間には、ブラックマトリクス１０５を設け、コントラストを向上させている。透明な基板１１３には、透明電極１０９が画素に対応して設けられ、透明電極１０９の一部分には反射電極１１１が設けられている。透明電極１０６と透明電極１０９および反射電極１１１の間に電圧を印加することで、液晶セル１０８に電圧を印加し、液晶分子１１７の配向を制御する。また、基板１１３の背面には、バックライトユニット１１５が設けられている。バックライトユニット１１５と基板１１３の間には偏光板１１４が設けられ、基板１０２には、偏光板１１２が設けられている。
【０００５】
液晶表示装置１００は、反射電極１１１を有する反射領域と、反射電極１１１を有しない透過領域からなる。透過領域では、バックライトユニット１１５から発生した光は、偏光板１１４、基板１１３、透明電極１０９、液晶セル１０８、透明電極１０６、着色層１０７、基板１０２、偏光板１１２を通り、液晶表示装置１００の外部に到達する。また、反射領域では、液晶表示装置１００の外部から入射した光が、偏光板１１２、基板１０２、マルチギャップ層１０３、着色層１０７、透明電極１０６、液晶セル１０８を通過し、反射電極１１１で反射し、再び、液晶セル１０８、透明電極１０６、着色層１０７、マルチギャップ層１０３、基板１０２、偏光板１１２を通り、液晶表示装置１００の外部に到達する。
【０００６】
このように、１画素中に反射領域と透過領域を設けることで、明るい屋外では反射領域による表示を、屋内では透過領域による表示を観察することができ、半透過型液晶表示装置は、屋外でも屋内でも使用することができる。
【０００７】
反射領域においては、光は、着色層１０７と液晶セル１０８を２回通過する。そのため、反射領域に相当する部分の着色層１０７と液晶セル１０８の厚みを、透過領域におけるそれらより薄くすることで、反射領域における色再現範囲を透過型と同等にしている。特に、液晶セルは、透過領域の半分の厚さである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１０２２４３号公報
【非特許文献１】藤森孝一、外２名、「高透過アドバンストＴＦＴ−ＬＣＤ技術」、シャープ技報、シャープ株式会社、２００３年４月、通巻第８５号、p.３４―３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図５に示す液晶表示装置１００においては、液晶セル１０８内の液晶分子１１７の配向は、着色層１０７および透明電極１０６の形状に大きく影響を受ける。図６は、カラーフィルタ１０１と液晶分子１１７を示す図である。なお、透明電極１０６は、実際には着色層１０７の１０分の１から５分の１程度の厚さで、着色層１０７と同様の表面形状を持つため、図６においては図示しない。図６に示すように、カラーフィルタ１０１の透過領域と反射領域の間にはマルチギャップ層１０３のテーパー部と、着色層１０７のテーパー部が存在し、これらのテーパー部を透過する光は,平坦部とは異なる方向へ屈折する。そのため、これらのテーパー部の領域は、透過および反射のどちらの表示にも寄与せず、無効領域と呼ばれる。また、着色層１０７のテーパー部により、液晶分子１１７の配向は乱される。そのため、無効領域においては、液晶分子１１７の配向が乱され、光漏れを生じ、液晶表示装置１００のコントラストが低下してしまう。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とすることは光漏れのない高コントラストな液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するために、第１の発明は、光透過性の基板と、前記基板上に形成されたマルチギャップ層と、前記基板上の前記マルチギャップ層が形成されていない場所に形成された、マルチギャップ層より膜厚が薄い透明層と、前記基板上、前記マルチギャップ層上および前記透明層上に形成された着色層と、を有することを特徴とするカラーフィルタである。また、前記マルチギャップ層と透明層との間に、凹部を有することが望ましい。
【００１２】
第２の発明は、光透過性の基板上に、マルチギャップ層を形成する工程（ａ）と、前記基板層上に透明層を形成する工程（ｂ）と、前記基板上、前記透明層、前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程（ｃ）と、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。また、マルチギャップ層と透明層を一工程で形成してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、光漏れのない、高コントラストな液晶表示装置を実現するカラーフィルタを提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
第１の実施形態に係るカラーフィルタ１について説明する。
図１は、カラーフィルタ１と液晶分子５を示す図である。基板９の上にマルチギャップ層３と透明層４が形成され、その上に着色層７が形成されている。
【００１６】
マルチギャップ層３は、透明な感光性樹脂からなる。感光性樹脂としては、ポジ型およびネガ型のいずれも用いることができる。ポジ型レジスト材料としては特に限定されるものではなく、例えばノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型レジスト等が挙げられる。また、ネガ型レジスト材料としては特に限定されるものではなく、例えば架橋型樹脂をベースとした化学増幅型レジストやアクリル系樹脂をベースとした光硬化型レジスト、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型レジストやアクリル系共重合樹脂、多官能アクリレートモノマーおよび光重合開始剤を含有する紫外線硬化型レジスト等が挙げられる。本実施の形態においては、ネガ型感光性樹脂を用いた場合を説明する。
【００１７】
マルチギャップ層３は、断面台形状を持つ。マルチギャップ層３により、透過領域と反射領域の、液晶セルを通過する光の経路を等しくし、位相差値を一定にすることができる。なお、マルチギャップ層３の断面は、長方形状でもよい。
【００１８】
透明層４は、透明な感光性樹脂からなり、マルチギャップ層３を形成する感光性樹脂と同様のものを用いることができる。透明層４の厚さは、０．５μｍから２．０μｍであり、マルチギャップ層３の厚さの１５％から６０％であることが好ましい。
【００１９】
透明層４は、マルチギャップ層３より薄く、マルチギャップ層３との間に凹部６を形成する。この凹部６により、マルチギャップ層３と透明層４の上に塗布する着色層７のテーパー部が小さくなり、無効領域も小さくなる。
【００２０】
着色層７は、カラーフィルタに用いられる着色層であり、顔料を含んだ感光性樹脂である。感光性樹脂は、マルチギャップ層３に用いられるものと同様のものを使用できる。
【００２１】
着色層７は、透過領域と、透過領域より膜厚の薄い反射領域を有している。透過領域においては、光は着色層７を１回のみ通過するが、反射領域においては、光は着色層７を２回通過する。このとき、反射領域と透過領域において、表示される色が変わらないように、反射領域の着色層７の膜厚を薄くし、色の濃さを薄くしている。
【００２２】
基板９は、一般にカラーフィルタに用いられる基板を使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。前記フレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、無アルカリガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れ、好ましい。
【００２３】
第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を説明する。図２は、カラーフィルタ１の製造工程を示す図である。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示すように、基板９の上に、感光性樹脂を塗布し、透明樹脂層１９を形成する。感光性樹脂の塗布方法としては、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、ダイコート法等を挙げられる。
【００２５】
次に、図２（ａ）に示すように、透明部１３と遮光部１５を有するマスク１１を用いて露光する。透明部１３は、光１７を通し、遮光部１５は光１７を通さない。透明樹脂層１９に、ネガ型感光性樹脂を用いることで、透明樹脂層１９の、透明部１３に対応する部分のみ樹脂の硬化が進むが、遮光部１５に対応する部分では、樹脂の硬化が進まない。その後、現像液に浸し、現像を行う。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、透明部１３に対応する部分にマルチギャップ層３が形成され、遮光部１５に対応する部分には何も形成されない。
【００２７】
次に、図２（ｃ）に示すように、基板９およびマルチギャップ層３の上に、感光性樹脂を塗布し、透明樹脂層２７を形成する。感光性樹脂の塗布方法としては、透明樹脂層１９と同様の方法が挙げられる。
【００２８】
次に、図２（ｃ）に示すように、透明部２３と遮光部２５を有するマスク２１を用いて露光する。マスク１１の透明部１３であった場所には、遮光部２５を対応させ、マルチギャップ層３上の透明樹脂層２７を露光しないようにする。その後、現像液に浸し、現像を行う。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、透明部２３に対応する部分に、透明層４が形成される。また、マルチギャップ層３と透明層４の間に凹部６が形成される。
【００３０】
次に、図２（ｅ）に示すように、基板９、マルチギャップ層３、透明層４の上に、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、着色層７を形成し、カラーフィルタ１を作製する。着色層７は、透明樹脂層１９の塗布と同様の方法で形成することができる。
【００３１】
なお、マルチギャップ層３を形成する工程と、透明層４を形成する工程を逆にし、透明層４を先に形成してもよい。
【００３２】
必要により、着色層７の上に透明樹脂による保護層を形成してもよい。保護層を形成することで、着色層間の段差がなくなり、液晶表示装置のコントラストの向上につながる。
【００３３】
第１の実施の形態によれば、マルチギャップ層３と透明層４の間に、凹部６があり、その上にコーティングされた着色層７にテーパー部分が生じるのを防ぐことができ、カラーフィルタ１の無効領域を、図６に示す従来例のカラーフィルタ１０１の無効領域よりも小さくすることができる。
【００３４】
また、第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１は、従来例におけるカラーフィルタ１０１と同様に、反射領域に、マルチギャップ層３を持ち、反射領域における着色層７の膜厚が透過領域における着色層７よりも薄いため、高い色再現性を有する液晶表示装置を実現可能である。
【００３５】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図３は、第２の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を示す図である。以下の実施形態で第１の実施の形態にかかるカラーフィルタ１の製造工程と同一の様態を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示すように、第１の実施の形態と同様に、基板９の上に、感光性樹脂を塗布し、透明樹脂層１９を形成する。次に、透明部３１と半透明部３３、遮光部３２を有するマスク２９を用いて露光する。透明部３１は、光１７を通し、半透明部３３は光１７を一部透過し、遮光部３２は、光１７を透過しない。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示すように、透明樹脂層１９に、ネガ型感光性樹脂を用いることで、透明樹脂層１９の、透明部３１に対応する部分は、半透明部３３に対応する部分よりも樹脂の硬化が進み、現像の際に、透明部３１に対応する部分にマルチギャップ層３が形成され、半透明部３３に対応する部分にはマルチギャップ層３より膜厚の薄い透明層４が形成される。また、遮光部３２に対応する部分は、感光性樹脂の硬化が進まず、現像の際に感光性樹脂が除去されるため、凹部６が形成される。
【００３８】
次に、図３（ｃ）に示すように、基板９、マルチギャップ層３、透明層４の上に、顔料を含む感光性樹脂を塗布し、着色層７を形成し、カラーフィルタ１を作製する。着色層７は、透明樹脂層１９の塗布と同様の方法で形成することができる。
【００３９】
第２の実施の形態で作製されるカラーフィルタ１は、第１の実施の形態で作製されるカラーフィルタ１と、作製工程が異なるのみで、構造は同様である。
【００４０】
必要により、着色層７の上に透明樹脂による保護層を形成してもよい。保護層を形成することで、着色層間の段差がなくなり、液晶表示装置のコントラストの向上につながる。
【００４１】
図３（ａ）において用いられる、マスク２９は、透明部３１と半透明部３３を有するマスクであればよく、図４に示すマスク２９ａ、マスク２９ｂを用いることができる。
【００４２】
また、マスク１１、マスク２１は、基板３５の上に、所定のパターニングを行った遮光膜３９を有するマスクを用いることができる。
【００４３】
図４（ａ）は、マスク２９ａを示す図である。マスク２９ａは、透明な基板３５の上に半透明膜３７と遮光膜３９を有する。基板３５上に何の膜も有さない箇所が透明部３１に、基板３５上に半透明膜３７のみを有する箇所が半透明部３３に、基板３５上に遮光膜３９を有する箇所が遮光部３２となる。
【００４４】
基板３５に用いられる透明基板は、基板９に用いられる基板を用いることができる。
【００４５】
遮光膜３９は、実質的に露光光を透過しないものであり、露光波長における平均透過率が０．１％以下であることが好ましく、一般にフォトマスクに用いられる遮光膜を用いることができる。例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの膜が挙げられる。中でも、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系膜が好適に用いられる。このようなクロム系膜は、最も使用実績があり、コスト、品質の点で好ましいからである。このクロム系膜は、単層であってもよく、２層以上が積層されたものであってもよい。
【００４６】
遮光膜３９の膜厚としては、特に限定されるものではなく、例えばクロム膜の場合には５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。
【００４７】
遮光膜３９の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。
【００４８】
半透明膜３７は、特に限定されるものではなく、例えばクロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素等の酸化物、窒化物、炭化物などの膜が挙げられる。半透明膜３７および遮光膜３９を同一エッチング設備、工程でパターニングし得るという利点から、半透明膜３７は遮光膜３９と同系の材料からなる膜であることが好ましい。前述するように遮光膜３９がクロム系膜であることが好ましいことから、半透明膜３７も、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、酸化窒化炭化クロムなどのクロム系膜であることが好ましい。また、これらのクロム系膜は、機械的強度に優れており、さらには退光性がなく安定しているため、長時間の使用に耐えうるマスクとすることができる。
【００４９】
特に、半透明膜３７は酸化窒化炭化クロム（ＣｒｘＯｙＮｚＣｗ）膜であることが好ましい。この場合、ｗは＜０．０１、ＣｒとＯとＮとの元素比率はＣｒ：３０〜６０％、Ｏ：３０〜７０％、Ｎ：０〜４０％であることが好ましく、中でもＣｒ：３５〜４５％、Ｏ：４０〜６０％、Ｎ：２〜２０％であることが好ましい。
【００５０】
また、半透明膜３７は、単層であってもよく、複数の層で構成されていてもよい。これにより、複数の透過率を有する多階調のマスクとすることができる。
【００５１】
半透明膜３７の膜厚としては、例えばクロム膜の場合は５〜５０ｎｍ程度とすることができ、また酸化クロム膜の場合は５ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。半透明膜３７の透過率はその膜厚により変わるので、膜厚を制御することで所望の透過率とすることができる。また、半透明膜３７が酸素、窒素、炭素などを含む場合は、その透過率は組成により変わるので、膜厚と組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率を実現できる。
【００５２】
半透明膜３７の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。例えばスパッタリング法を用いて酸化窒化炭化クロム膜を成膜する場合は、Ａｒガス等のキャリアガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスを反応装置内に導入し、Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリング法にて酸化窒化炭化クロム膜を成膜することができる。この際、酸化窒化炭化クロム膜の組成の制御は、Ａｒガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスの流量の割合を制御することにより行うことができる。
【００５３】
図４（ｂ）は、マスク２９ｂを示す図である。マスク２９ｂは、透明な基板３５の上に遮光膜３９を有し、遮光膜３９の一部は、スリット部４１となっている。基板３５上に何の膜も有さない箇所が透明部３１に、基板３５上に、遮光膜３９を有し、スリット部４１が設けられた部分が半透明部３３に、スリット部４１が設けられていない部分が遮光部３２となる。
【００５４】
スリット部４１には、露光機の解像限界以下の太さのスリットが設けられている。このスリットは、解像限界以下のサイズであるため、それ自身は感光性樹脂層上に結像せずに、周囲の非開口部領域も含めたエリアに、サイズに応じた露光光を透過する。このため、マスク２９ｂは、スリット部４１に、あたかも半透明膜があるかのように機能する。また、スリットの数や太さを変えることで、スリット部４１での透過率を変化させることができる。また、スリットではなく、ドット状の孔を設けてもよい。
【００５５】
第２の実施の形態においては、マルチギャップ層３と透明層４を同時に作製する。そのため、マルチギャップ層３と透明層４を２回に分けて形成する、第１の実施の形態に比べて、工程の数を少なくすることができ、カラーフィルタ１の作製コストの低減が可能である。
【００５６】
第２の実施の形態においては、作製されるカラーフィルタ１は第１の実施の形態と同様の構造を持ち、第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。実施例を用いて、更に詳しく説明する。
【００５８】
基板として、大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み１０００Å）を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト（東京応化工業（株）製 ＯＦＰＲ−８）を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅２０μｍ、ピッチ１００μｍのブラックマトリックスを形成した。
【００５９】
次に、マルチギャップ層用のネガ型感光性樹脂（ポリマーI）、赤色パターン用のネガ型感光性樹脂、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂、青色パターン用のネガ型感光性樹脂を調整した。
【００６０】
＜ポリマーI＞
・メタクリル酸メチル−スチレン−アクリル酸共重合体 ３２重量部
・エポキシ樹脂：エピコート１８０ｓ７０(ジャパンエポキシレジン(株)) １８重量部
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート ４２重量部
・イルカギュア９０７(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ８重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ３００重量部
【００６１】
＜赤色パターン用のネガ型感光性樹脂＞
・赤顔料（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドＡ２Ｂ） ４．８重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９） １．２重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７） １．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
【００６２】
＜緑色パターン用のネガ型感光性樹脂＞
・緑顔料（アビシア社製 モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ） ４．２重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９） １．８重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７） １．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
【００６３】
＜青色パターン用のネガ型感光性樹脂＞
・青顔料（ＢＡＳＦ社製 ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ） ６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア社製 ソルスパース５０００） ０．６重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ２．４重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７） １．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
【００６４】
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うようにポリマーIをスピンコート法により塗布し、１００℃にて３分間プリベークを行い、透明樹脂層を形成した。その後、フォトマスクを介して、露光量１００ｍＪ／ｃｍ２、露光ギャップ１５０μｍにて露光した。
【００６５】
次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像を行い、２００℃のオーブンで、３０分焼成を行った。ガラス基板上に厚さ４．５μｍのマルチギャップ層を形成した。
【００６６】
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うようにポリマーIをスピンコート法により塗布し、１００℃にて３分間プリベークを行い、透明樹脂層を形成した。その後、フォトマスクを介して、露光量１００ｍＪ／ｃｍ２、露光ギャップ１５０μｍにて露光した。
【００６７】
次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像を行い、２００℃のオーブンで３０分焼成を行った。ガラス基板上に厚さ１．０μｍの透明層を形成した。
【００６８】
次いで、基板、マルチギャップ層、透明層の上に、赤色パターン用のネガ型感光性樹脂をスピンコート法により塗布し、１００℃にて３分間プリベークを行い、フォトマスクを介して、露光量１００ｍＪ／ｃｍ２、露光ギャップ１５０μｍにて露光した。次いで、０．０５ｗｔ％水酸化カリウム水溶液を用いて現像後、２００℃のオーブンで３０分間焼成を行い、着色層を形成した。
【００６９】
次いで、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂、青色パターン用のネガ型感光性樹脂についても、同様に着色層を形成し、カラーフィルタを形成した。
【００７０】
［比較例］
透明層を形成過程を省略する以外は、実施例と同様にしてカラーフィルタを作製した。
【００７１】
［評価］
断面形状を評価したところ、比較例では無効領域の幅が１２μｍであるのに対し、実施例では５μｍとなり、無効領域の幅が狭まった。また、カラーフィルタのコントラスト値は、比較例が１４１０であるのに対し、実施例は２２６０となり、コントラストの改善が確認された。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるカラーフィルタの好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しえることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１と液晶分子５を示す図。
【図２】第１の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を示す図。
【図３】第２の実施の形態に係るカラーフィルタ１の製造工程を示す図。
【図４】半透明部を有するマスク２９ａ、２９ｂを示す図。
【図５】従来例に係る液晶表示装置１００を示す図。
【図６】従来例に係るカラーフィルタ１０１と液晶分子１１７を示す図。
【符号の説明】
【００７４】
１………カラーフィルタ
３………マルチギャップ層
４………透明層
５………液晶分子
６………凹部
７………着色層
９………基板
１１………マスク
１３………透明部
１５………遮光部
１７………光
１９………透明樹脂層
２１………マスク
２３………透明部
２５………遮光部
２７………透明樹脂層
２９………マスク
３１………透明部
３２………遮光部
３３………半透明部
３５………基板
３７………半透明膜
３９………遮光膜
４１………スリット部
１００………液晶表示装置
１０１………カラーフィルタ
１０２………基板
１０３………マルチギャップ層
１０５………ブラックマトリクス
１０６………透明電極
１０７………着色層
１０８………液晶セル
１０９………透明電極
１１１………反射電極
１１２………偏光板
１１３………基板
１１４………偏光板
１１５………バックライトユニット
１１７………液晶分子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の基板と、
前記基板上に形成されたマルチギャップ層と、
前記基板上の前記マルチギャップ層が形成されていない場所に形成された、マルチギャップ層より膜厚が薄い透明層と、
前記基板上、前記マルチギャップ層上および前記透明層上に形成された着色層と、
を有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記マルチギャップ層と前記透明層との間に、凹部を有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
光透過性の基板上に、マルチギャップ層を形成する工程（ａ）と、
前記基板層上に透明層を形成する工程（ｂ）と、
前記基板上、前記透明層、前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程（ｃ）と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
光透過性の基板上に、マルチギャップ層と透明層を、形成する工程（ｄ）と、
前記基板上、前記透明層、前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程（ｅ）と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１】
光透過性の基板と、
前記基板上に形成されたマルチギャップ層と、
前記基板上の前記マルチギャップ層が形成されていない場所に形成された、マルチギャップ層より膜厚が薄い透明層と、
前記基板上、前記マルチギャップ層上および前記透明層上に形成された着色層と、
を有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記マルチギャップ層と前記透明層との間に、凹部を有することを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
光透過性の基板上に、マルチギャップ層を形成する工程（ａ）と、
前記基板層上に透明層を形成する工程（ｂ）と、
前記基板上、前記透明層、前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程（ｃ）と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
光透過性の基板上に、マルチギャップ層と透明層を、形成する工程（ｄ）と、
前記基板上、前記透明層、前記マルチギャップ層上に着色層を形成する工程（ｅ）と、
を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−９８５００（Ｐ２００９−９８５００Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７１２８６（Ｐ２００７−２７１２８６）
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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